JP5583506B2 - フォーカルプレーンシャッタ及び光学機器 - Google Patents

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Description

本発明は、フォーカルプレーンシャッタ及び光学機器に関する。
特許文献1には、開口を有した基板と、基板に支持されたアームと、開口を開閉可能にアームに連結された幕と、幕の状態を検出するセンサと、を備えたものがある。センサは、開口を挟んでアームと対向する位置に設けられている。幕は、複数の羽根から構成される。
特開平6−250261号公報
センサにより幕の状態を適切に検出するためには、幕はセンサを充分に覆うだけの大きさが必要となる。そのために、幕の移動方向と直交する方向に延びた羽根を採用することが考えられる。しかしながら、このように幕の移動方向と直交する方向に延びた大型の羽根を採用すると、羽根を保持する基板も羽根が延びた方向に大型化し、これにより、フォーカルプレーンシャッタ自体の大きさも大型化していた。
そこで本発明は、大型化を抑制しつつ幕の状態の検出精度を確保したフォーカルプレーンシャッタ及びそれを備えた光学機器を提供することを目的とする。
上記目的は、開口を有した基板と、前記基板に回転可能に支持された基端部、前記基端部が前記基板に対して回転することにより揺動する先端部、を有したアームと、前記開口を開閉可能に前記アームに連結された幕と、前記開口を挟んで前記アームと対向する位置に設けられ前記幕の状態を検出するセンサと、を備え、前記幕は、第1及び第2羽根を有し、前記第2羽根と前記アームとの連結箇所は、前記第1羽根と前記アームとの連結箇所よりも前記アームの前記基端部側に位置しており、前記第2羽根は、前記アームに連結された基端部、前記開口を閉鎖可能な中間部、前記センサの少なくとも一部を遮蔽可能であり前記第1羽根に向けて突出した形状の先端部、を有している、フォーカルプレーンシャッタによって達成できる。
第2羽根が、センサの少なくとも一部を遮蔽可能であり第1羽根に向けて突出した形状の先端部を有しているので、基板を大型化することなくセンサを遮蔽することができる。
上記目的は、上記フォーカルプレーンシャッタを備えた光学機器によっても達成できる。
本発明によれば、大型化を抑制しつつ幕の状態の検出精度を確保したフォーカルプレーンシャッタ及びそれを備えた光学機器を提供できる。
図1は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの後幕が退避状態から閉鎖状態への移行途中を示す正面図である。 図2は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの露光作動が終了した直後の後幕の状態を示す正面図である。 図3は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの先幕が閉鎖状態から退避状態への移行途中を示す正面図である。 図4は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの初期状態の先幕の状態を示す正面図である。 図5は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタのセンサの説明図である。 図6Aは、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの後幕の羽根の説明図である。図6Bは、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの先幕の羽根の説明図である。 図7は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの後幕が閉鎖状態でのフォーカルプレーンシャッタ1の部分拡大図である。 図8は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの後幕の羽根とは形状の異なる羽根を採用したフォーカルプレーンシャッタの説明図である。 図9は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの後幕が退避状態から閉鎖状態への移行途中におけるフォーカルプレーンシャッタの比較図である。
図1、2は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。図1、2に示すように、フォーカルプレーンシャッタ1は、基板10、先幕、後幕20、先幕用アーム、後幕用のアーム31b、32b、先幕用電磁石、後幕用電磁石、先幕レバー、後幕レバー25、センサ90を有している。尚、図1は本実施例のフォーカルプレーンシャッタの後幕が退避状態から閉鎖状態への移行途中を示す正面図、図2は露光作動が終了した直後の後幕の状態を示す正面図である。図1、2においては、先幕、先幕用アーム、先幕用電磁石、後幕用電磁石、先幕レバーについては、図示を省略してある。
基板10は合成樹脂製であり、矩形状の開口11を有している。後幕20は、21〜24の4枚の羽根から構成される。羽根21〜24は、それぞれ合成樹脂製であり薄く形成されている。また、アーム31b、32bは金属の薄板である。後幕20は、開口11から退避した退避状態と開口11を閉鎖する閉鎖状態とに移行可能である。羽根21〜24は、退避状態で互いに重なりあう。羽根21〜24は、閉鎖状態で展開する。
後述する先幕、後幕20は、開口11を開閉する。図1は、先幕が開口11から退避した状態で、後幕20が退避状態から閉鎖状態への移行途中を示している。図1においては、後幕20は移動方向Dに沿って図1の下方へ移動している途中を示している。
後幕20は、アーム31b、32bに連結されている。これらアーム31b、32bは、それぞれ基板10に設けられた軸12b、13bに揺動自在に支持されている。アーム31b、32bの基端側が軸12b、13bにより支持されている。
同様に、先幕について説明する。図3は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの先幕40が閉鎖状態から退避状態への移行途中を示す正面図である。図3において、後幕20は開口11から退避しており、先幕40は移動方向Dに沿って図3の下方へ移動している途中を示している。先幕40は、41〜44の4枚の羽根から構成される。羽根41〜44は、それぞれ合成樹脂製であり薄く形成されている。また、アーム51b、52bは金属の薄板である。先幕40は、開口11を閉鎖する閉鎖状態と開口11から退避した退避状態とに移行可能である。羽根41〜44は、退避状態で互いに重なりあい、閉鎖状態で展開する。先幕40は、アーム51b、52bに連結されている。これらアーム51b、52bは、それぞれ基板10に設けられた軸14b、15bに揺動自在に支持され、アーム51b、52bの基端側が軸14b、15bにより支持されている。
基板10には、アーム32bを駆動するための後幕レバー25、アーム52bを駆動するための先幕レバー45が設けられている。後幕レバー25、先幕レバー45は、基板10に所定の範囲を揺動可能に支持されている。詳細には、後幕レバー25、先幕レバー45は基板10に形成された軸を中心にして揺動可能に支持されている。アーム32bは、後幕レバー25のピンに連結され、アーム52bは、先幕レバー45のピンに連結されている。後幕レバー25、先幕レバー45が揺動することにより、アーム32b、アーム52bが揺動し、これにより後幕20、先幕40が移動する。基板10には、後幕レバー25のピンを逃すための逃げ孔18b、先幕レバー45のピンを逃すための逃げ孔18aが形成されている。
後幕レバー25は、不図示の鉄片を保持している。後幕レバー25は、鉄片が後幕用電磁石から離接するように移動可能である。後幕レバー25は、バネにより鉄片が後幕用電磁石から離れる方向に付勢されている。後幕用電磁石は、通電されることにより、後幕レバー25の鉄片を吸着可能となる。先幕レバー45及び先幕用電磁石についても同様である。
後幕20を構成する羽根21は、アーム31b、32bの最も先端側にある連結部P1、P2により連結さている。同様に、羽根22は、アーム31b、32bの連結部P3、P4により連結されている。同様に、羽根23は、アーム31b、32bの連結部P5、P6により連結されている。同様に、羽根24は、アーム31b、32bの連結部P7、P8により連結されている。
先幕40についても同様の構成となっており、先幕40を構成する羽根41は、アーム51b、52bの最も先端側にある連結部P11、P12により連結さている。同様に、羽根42は、アーム51b、52bの連結部P13、P14により連結されている。同様に、羽根23は、アーム51b、52bの連結部P15、P16により連結されている。同様に、羽根24は、アーム51b、52bの連結部P17、P18により連結されている。
次に、フォーカルプレーンシャッタ1の動作について説明する。初期状態においては、不図示のセットレバーが初期位置に固定されており、先幕40は展開して開口11を閉鎖し、後幕20は重畳して開口11から退避している。この初期状態において、先幕レバー45、後幕レバー25の鉄片は、それぞれ先幕用電磁石、後幕用電磁石に当接し、これに吸着可能な初期位置にセットされている。図4は、初期状態の先幕40の状態を示している。
撮影に際して、カメラのレリーズボタンが押されると、先幕用電磁石、後幕用電磁石のコイルが通電され、先幕レバー45の鉄片は先幕用電磁石に吸着され、後幕レバー25の鉄片は後幕用電磁石に吸着される。その後、セットレバーは、先幕レバー45、後幕レバー25から退避する。ここで、先幕レバー45、後幕レバー25はそれぞれ先幕用電磁石、後幕用電磁石に吸着された状態で保持されている。
その後、先幕用電磁石のコイルの通電が遮断されると、先幕レバー45はバネの付勢力に従って時計方向に回転し、先幕40が閉鎖状態から退避状態へ移行する。図3は、先幕40が閉鎖状態から退避状態への移行途中を示している。これにより、先幕40は開口11から退避して重畳状態となる。所定期間後幕電磁石のコイルへの通電が維持され、後幕20は開口11から退避した状態に維持される。これにより、開口11は開いた状態となる。
レリーズボタンが押されてから所定期間経過後に後幕用電磁石のコイルへの通電が遮断され、バネの付勢力により後幕レバー25が時計方向に回転する。これにより、後幕20は展開して開口11を閉鎖する。図1は、後幕20が走行している途中を示している。図2は、露光作動が終了した直後の後幕20の状態を示している。このようにして1回の撮影が終了する。
センサ90について説明する。
図5は、センサ90の説明図である。図5は、センサ90周辺の断面構成を示している。センサ90は、発光素子と受光素子とを備えている。基板10の背面側には中間板10aが配置され、中間板10aの背面側には背面板10bが配置されている。基板10、中間板10a、背面板10bは、それぞれに、カメラ側に設けられた撮像素子100への光路を確保するための開口11、11a、11bが形成されている。センサ90は、基板10と中間板10aとの間に位置し中間板10aに固定されている。中間板10aには、センサ90の発光素子からの光及びセンサ90の受光素子への光を逃すための孔19aが設けられている。
中間板10aと背面板10bとの間には、合成樹脂製で薄く形成された、仕切り板10cが設けられている。仕切り板10cにはカメラ側に設けられた撮像素子100への光路を確保するための開口11cが形成されている。また、仕切り板10cにはセンサ90の発光素子からの光及びセンサ90の受光素子への光を逃すための孔19cが設けられている。後幕20は中間板10aと仕切り板10cとの間に収納され、先幕40は仕切り板10cと背面板10bとの間に収納されている。センサ90と対向する背面板10bの位置には、反射板95が設けられている。
図2に示すように、先幕40が開口11から退避して後幕20が閉鎖状態の場合には後幕20はセンサ90と重なる。後幕20が退避状態の場合には後幕20はセンサ90に重ならない。また、図1に示すように、後幕20が退避状態から閉鎖状態への移行途中において、後幕20はセンサ90に重なり始める。後幕20が退避状態の場合には、センサ90の受光素子からの光が反射板95で反射してセンサ90の受光素子で受光される。後幕20が閉鎖状態の場合には、センサ90の受光素子からの光は、後幕20により遮られセンサ90の受光素子は受光しない。このように、センサ90の受光素子の受光信号のレベルにより、後幕20が退避状態にあるか閉鎖状態にあるかを判断できる。
同様に、先幕40の状態についてもセンサ90で判断できる。図4に示すように、先幕40が展開して開口11を閉鎖している場合には、後幕20は重畳して開口11から退避しているので、先幕40はセンサ90と重なりセンサ90の受光素子からの光は先幕40により遮られセンサ90の受光素子は受光しない。また、図3に示す先幕40が閉鎖状態から退避状態への移行途中から、先幕40が退避状態に移行するに従い、先幕40はセンサ90から退避し始め、センサ90の受光素子からの光が反射板95で反射してセンサ90の受光素子で受光される。このように、センサ90の受光素子の受光信号のレベルにより、先幕40が退避状態にあるか閉鎖状態にあるかを判断できる。
センサ90は、開口11を挟んでアーム31b、32bと対向する位置に設けられている。詳細には、センサ90は、図1〜5に示すように光軸Aに直交しかつ後幕20の移動方向Dに直交する仮想線L上に配置されている。ここで、光軸Aとは、基板10よりも被写体側に配置されてカメラに搭載された不図示のレンズの光軸である。レンズを透過した光は、開口11を介して撮像素子100へ進行する。
次に、後幕20の羽根23の形状について説明する。図6Aは、後幕20の羽根23の説明図である。図6Aに示すように、羽根23は、基端部231、中間部233、先端部235とを含む。基端部231は、アーム31b、32bと連結部P5、P6で回転可能に連結されている。中間部233は、羽根23の移動方向Dと直交する方向に延びた略矩形状であり、主に開口11を閉鎖するための部分である。先端部235は、主にセンサ90を覆うための部分であり羽根21、22側に向けて突出している。
ここで、羽根23と、羽根21、22との関係を説明する。羽根23とアーム31b、32bとの連結箇所である連結部P5、P6は、羽根21とアーム31b、32bとの連結箇所である連結部P1、P2よりもアーム31b、32bの基端側に位置している。同様に、羽根23とアーム31b、32bとの連結箇所である連結部P5、P6は、羽根22とアーム31b、32bとの連結箇所である連結部P3、P4よりもアーム31b、32bの基端側に位置している。羽根21、22は第1羽根に相当し、羽根23は第2羽根に相当する。
羽根23は、中間部233を画定する第1縁233e、第1縁233eに連続し先端部235を画定し第1縁233eよりも羽根21、22側に突出した第2縁235e、を有している。第1縁233eは、後幕20の移動方向Dに略垂直である。第2縁235eは、後幕20の移動方向Dに対して傾斜している。
図6Bは、先幕40の羽根43の説明図である。後幕20の羽根23と同様な構成である先幕40の羽根43は、基端部431、中間部433、先端部435を含み、基端部431は、アーム51b、52bと連結部P15、P16で回転可能に連結され、主に開口11を閉鎖するための中間部433は、羽根43の移動方向Dと直交する方向に延びた略矩形状であり、主にセンサ90を覆うための先端部435は、羽根41、42側に向けて突出している。また、羽根43とアーム51b、52bとの連結箇所である連結部P15、P16は、羽根41とアーム51b、52bとの連結箇所である連結部P11、P12、羽根42とアーム51b、52bとの連結箇所である連結部P13、P14よりもアーム51b、52bの基端側に位置している。羽根43は、中間部433を画定する第1縁433e、第1縁433eに連続し先端部435を画定し第1縁433eよりも羽根41、42側に突出した第2縁435e、を有しており、第1縁433eは、先幕40の移動方向Dに略垂直で、第2縁435eは、先幕40の移動方向Dに対して傾斜している。ここで、羽根41、42は第1羽根に相当し、羽根43は第2羽根に相当する。
図7は、後幕20が閉鎖状態でのフォーカルプレーンシャッタ1の部分拡大図である。図7に示すように、閉鎖状態においては、羽根23の先端部235がセンサ90の大部分を覆っている。尚、羽根21、22、24の先端部は、羽根23の先端部235のように突出した形状ではない。
図8は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ1の羽根23とは形状の異なる羽根23yを採用したフォーカルプレーンシャッタ1yの説明図である。尚、図8においても、後幕が閉鎖状態の場合を示している。羽根23yの先端部235yは、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ1の羽根23の先端部235と異なり、羽根21、22側に突出していない。詳細には、中間部233yを画定する第1縁233yeと、先端部235yを画定する第2縁235yeとは、略同一直線上にある。即ち、羽根23yの先端部235yは、羽根21、22、24の先端部の形状と略同じである。このため、フォーカルプレーンシャッタ1yの後幕が閉鎖状態にある場合、図8に示すように、センサ90の一部を覆うことができない。詳細には、羽根23yと羽根22とがセンサ90を覆っているが、センサ90の全体を覆いき切れていない。このため、センサ90の発光素子からの光の一部が反射板95に反射してセンサ90の受光素子が受光する恐れがある。この場合、後幕が退避状態にあるのか閉鎖状態にあるのかの判定が困難になる恐れがある。これにより、センサ90の検出精度が低下する恐れがある。
ここで、図8に示すように、羽根22の代わりに、後幕の移動方向Dと直交する方向に延びた羽根22yを採用することが考えられる。幕の移動方向Dと直交する方向を、幅方向と定義する。羽根22yを採用することにより、後幕が閉鎖状態にある場合に、羽根22yと羽根23yとでセンサ90を覆うことができる。これにより、センサ90の検出精度の低下を防止できる。しかしながら、このような大型化した羽根22yを採用することにより、以下のような問題が生じる。
図9は、退避状態から閉鎖状態への移行途中におけるフォーカルプレーンシャッタ1yとフォーカルプレーンシャッタ1との比較図である。尚、図9に示したフォーカルプレーンシャッタ1yについては、一部符号を省略してある。図9の上側にフォーカルプレーンシャッタ1yを示し、図9の下側にフォーカルプレーンシャッタ1を示している。羽根22yは羽根22よりも幅方向に延びているこのため、基板10yについても基板10より幅方向に大型化している。これは、幅方向に延びた羽根22yを採用したことにより、幅方向に延びた基板10yを採用しないと、図9に示す、退避状態から閉鎖状態への移行途中において、羽根22yが基板からはみ出てしまうからである。
しかしながら、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ1の羽根23の先端部235は、羽根22を幅方向に延ばすことなく、羽根21、22側に突出している。これにより、基板10は幅方向に延ばすことなく、センサ90を遮蔽できる。このように、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ1は、大型化を抑制しつつ幕の状態の検出精度を確保している。
上述した例では、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ1の後幕20の羽根23とは形状の異なる羽根23yを採用したフォーカルプレーンシャッタ1yと本実施例のフォーカルプレーンシャッタ1とを比較して説明したが、先幕40に関しても後幕20と同様の構造の羽根を有しており、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ1の先幕40を構成する羽根43の先端部435は、羽根42を幅方向に延ばすことなく、羽根41、42側に突出している。これにより基板10を幅方向に延ばすことなく、センサ90を遮蔽でき大型化を抑制しつつ幕の状態の検出精度を確保している。
尚、センサ90をできる限り開口11に接近させることにより、羽根を幅方向に延ばすことなく、センサ90を遮蔽可能にすることが考えられる。しかしながら、この考えは妥当ではない。図5に示すように、センサ90は光軸A方向に所定の厚みを有している。基板10には、センサ90の厚みを逃すために傾斜部14が形成されている。従って、センサ90が開口11に近すぎると、傾斜部14も開口11に接近することになる。これにより、図5に示すように傾斜部14で反射した被写体光Oが開口11内に進行する恐れがある。これにより、撮像画像に悪影響を与える恐れがある。このように、撮像画像への影響を考慮すれば、センサ90は開口11からある程度離れている必要がある。
羽根23の先端部235は、退避状態、閉鎖状態、退避状態及び閉鎖状態間の移行途中の状態、の何れの状態においても開口11と重ならない。換言すれば、235eは、何れの状態においても開口11と重ならない。これは、先幕についても同様である。この理由は、仮に先幕が閉鎖状態から退避状態に移行した際に先幕レバーのピンが逃げ孔18aの端部に当接してバウンドすることが考えられるからである。先幕レバーのバウンドにより、上述した先端部235に相当する、先幕の羽根の先端部が、開口11に部分的に重なる恐れがある。これにより、開口を開放した直後に再び部分的に羽根の一部が開口11に重なることになるので、撮像画像に影響を与える恐れがある。しかしながら、何れの状態においても先端部235が開口11と重ならないように設けることにより、バウンドが発生した時に撮像画像に影響を与えることを防止している。
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。
本実施例のフォーカルプレーンシャッタは、スチールカメラやデジタルカメラなどの光学機器に採用できる。
上記実施例においては、羽根が合成樹脂製である場合を説明したが、薄く形成された金属製の羽根であってもよい。
上記実施例においては、羽根23の先端部235は、後幕20が閉鎖状態に完全に移行した段階でセンサ90の大部分を遮蔽する。しかしながらこのような構成に限定されず、例えば、退避状態から閉鎖状態への走行途中においてセンサ90を覆い、閉鎖状態に完全に移項した段階においてはセンサ90を覆わない先端部を有した羽根であってもよい。
4枚の羽根から構成される幕に対して、2枚目の羽根の先端部を1枚目の羽根に向けて突出するようにしてもよい。2枚の羽根から構成される幕に対して、2枚目の羽根の先端部を1枚目の羽根に向けて突出するようにしてもよい。3枚の羽根から構成される幕に対して、2枚目の羽根の先端部を1枚目の羽根に向けて突出するようにしてもよい。5枚の羽根から構成される幕に対して、2枚目の羽根の先端部を1枚目の羽根に向けて突出するようにしてもよい。5枚の羽根から構成される幕に対して、3枚目の羽根の先端部を1枚目の羽根に向けて突出するようにしてもよい。5枚の羽根から構成される幕に対して、4枚目の羽根の先端部を1枚目の羽根に向けて突出するようにしてもよい。尚、上記の1枚目の羽根とは、アームとの連結箇所が最もアームの先端側に位置している羽根を意味する。上記の2〜4枚目の羽根とは、一枚目から数えて2〜4枚目の羽根を意味する。上記幕は、先幕及び後幕の少なくとも一つである。
1 フォーカルプレーンシャッタ
10 基板
11 開口
20 後幕
40 先幕
21〜24 羽根
231、431 基端部
233、433 中間部
235、435 先端部
233e、433e 第1縁
235e、435e 第2縁
31b、32b、51b、52b アーム
90 センサ

Claims (5)

  1. 開口を有した基板と、
    前記基板に回転可能に支持された基端部、前記基端部が前記基板に対して回転することにより揺動する先端部、を有したアームと、
    前記開口を開閉可能に前記アームに連結された幕と、
    前記開口を挟んで前記アームと対向する位置に設けられ前記幕の状態を検出するセンサと、を備え、
    前記幕は、第1及び2羽根を有し、
    前記第2羽根と前記アームとの連結箇所は、前記第1羽根と前記アームとの連結箇所よりも前記アームの前記基端部側に位置しており、
    前記第2羽根は、前記アームに連結された基端部、前記開口を閉鎖可能な中間部、前記センサの少なくとも一部を遮蔽可能であり前記第1羽根に向けて突出した形状の先端部、を有し、
    前記幕が前記開口を閉じた閉鎖状態、又は前記幕が前記閉鎖状態となるように走行している走行途中の状態において、前記第1羽根の先端部が前記センサの一部分を遮蔽し前記第1羽根の先端部から前記幕の走行可能な方向と直交する方向に前記センサの他の部分が露出し、前記第2羽根の前記先端部が前記センサの他の部分を遮蔽することにより、前記第1及び第2羽根の双方を用いて前記センサを完全に遮蔽する、フォーカルプレーンシャッタ。
  2. 前記第2羽根の前記先端部は、前記開口とは重ならない、請求項1のフォーカルプレーンシャッタ。
  3. 前記第2羽根は、前記中間部を画定する第1縁、前記第1縁に連続し前記先端部を画定し前記第1縁よりも前記第1羽根側に突出した第2縁、を有している、請求項1又は2のフォーカルプレーンシャッタ。
  4. 前記センサは、前記基板の被写体側に配置されたレンズの光軸に直交しかつ前記幕の移動方向に直交する仮想線上に配置されている、請求項1乃至3の何れかのフォーカルプレーンシャッタ。
  5. 請求項1乃至4の何れかのフォーカルプレーンシャッタを備えた光学機器。
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